基于Arduino和LED条形图的电池电压指示器

电池具有一定的电压限制，如果在充电或放电时电压超过规定的限制，电池的使用寿命会受到影响或缩短。每当我们使用电池供电的项目时，有时我们需要检查电池电压水平，是否需要充电或更换。该电路将帮助您监控电池的电压。此Arduino 电池电压指示器根据电池电压，通过在10 段 LED 条形图上发光 LED 来指示电池状态。它还在连接到Arduino的LCD上显示您的电池电压。

所需材料

Arduino UNO

10 段 LED 条形图

液晶屏 （16*2）

电位器-10k

电阻器 （100欧姆-10;330欧姆）

电池（待测试）

连接线

适用于 Arduino 的 12v 适配器

电路图

LED 条形图

LED 条形图采用工业标准尺寸，功耗低。条形按发光强度分类。产品本身仍符合 RoHS 标准。它具有高达 2.6v 的正向电压。每段功耗为65mW。LED 条形图的工作温度为 -40°C 至 80°C。LED条形图有许多应用，如音频设备，仪表板和数字读数显示。

引脚图

Pin Configuration

用于电池电压监控的 Arduino 程序：

在这里，我们正在定义LCD库并指定要与Arduino一起使用的LCD引脚。模拟输入取自引脚A4，用于检查电池电压。我们将值设置为 Float，以使电压达到两位小数。

#include
const int rs = 12, en = 13, d4 = A0, d5 = A1, d6 = A2, d7 = A3;
LiquidCrystal lcd(rs, en, d0, d1, d2, d3);
const int analogPin = A4;
float analogValue;
float input_voltage;

该阵列用于将引脚分配给 LED 条形图。
int ledPins[] = {
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
}; // an array of pin numbers to which LEDs are attached
int pinCount = 10; // the number of pins (i.e. the length of the array)
将液晶屏和模拟针脚（A0、A1、A2、A3）设置为输出针脚。

void setup()
{
Serial.begin(9600); // opens serial port, sets data rate to 9600 bps
lcd.begin(16, 2); //// set up the LCD's number of columns and rows:
pinMode(A0,OUTPUT);
pinMode(A1,OUTPUT);
pinMode(A2,OUTPUT);
pinMode(A3,OUTPUT);
pinMode(A4,INPUT);
lcd.print("Voltage Level");
}
在这里，我们制作了一个以简单方式使用 LED 条形图的函数，您甚至可以通过一个接一个地编程来发光 LED，但代码变得冗长。

void LED_function(int stage)
{
for (int j=2; j<=11; j++)
{
digitalWrite(j,LOW);
}
for (int i=1, l=2; i<=stage; i++,l++)
{
digitalWrite(l,HIGH);
//delay(30);
}
}

在这一部分中，我们使用模拟引脚读取电压值。然后，我们使用模数转换公式将模拟值转换为数字电压值，并将其进一步显示在LCD上。

// Conversion formula for voltage
analogValue = analogRead (A4);
Serial.println(analogValue);
delay (1000);
input_voltage = (analogValue * 5.0) / 1024.0;
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Voltage= ");
lcd.print(input_voltage);
Serial.println(input_voltage);
delay(100);
根据输入电压的值，我们给出了一些条件来控制LED条形图LED。您可以在代码中检查以下条件：

if (input_voltage < 0.50 && input_voltage >= 0.00 )
{
digitalWrite(2, HIGH);
delay (30);
digitalWrite(2, LOW);
delay (30); // when the voltage is zero or low the 1st LED will indicate by blinking
}
else if (input_voltage < 1.00 && input_voltage >= 0.50)
{
LED_function(2);
}
else if (input_voltage < 1.50 && input_voltage >= 1.00)
{
LED_function(3);
}
else if (input_voltage < 2.00 && input_voltage >= 1.50)
{
LED_function(4);
}
else if (input_voltage < 2.50 && input_voltage >= 2.00)
{
LED_function(5);
}
else if (input_voltage < 3.00 && input_voltage >= 2.50)
{
LED_function(6);
}
else if (input_voltage < 3.50 && input_voltage >= 3.00)
{
LED_function(7);
}
else if (input_voltage < 4.00 && input_voltage >= 3.50)
{
LED_function(8);
}
else if (input_voltage < 4.50 && input_voltage >= 4.00)
{
LED_function(9);
}
else if (input_voltage < 5.00 && input_voltage >= 4.50)
{
LED_function(10);
}
}

电池电压指示器的工作原理

电池电压指示器只需从Arduino模拟引脚读取值，并使用模数转换（ADC）公式将其转换为数字值。Arduino Uno ADC具有 10 位分辨率（因此整数值从 0 - 2^10 = 1024 个值）。这意味着它将 0 到 5 伏之间的输入电压映射到 0 到 1023 之间的整数值。因此，如果我们将输入 anlogValue 乘以 （5/1024），则得到输入电压的数字值。

#include


const int rs = 12, en = 13, d0 = A0, d1 = A1, d2 = A2, d3 = A3;

LiquidCrystal lcd(rs, en, d0, d1, d2, d3);

const int analogPin = A4;

float analogValue;

float input_voltage;



int ledPins[] = {

2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 

}; // an array of pin numbers to which LEDs are attached

int pinCount = 10; // the number of pins (i.e. the length of the array)



void setup()

{

Serial.begin(9600); // opens serial port, sets data rate to 9600 bps

lcd.begin(16, 2); //// set up the LCD's number of columns and rows: 

pinMode(A0,OUTPUT);

pinMode(A1,OUTPUT);

pinMode(A2,OUTPUT);

pinMode(A3,OUTPUT);

pinMode(A4,INPUT);

lcd.print("Voltage Level");






}

void LED_function(int stage)

{

for (int j=2; j<=11; j++)

{

digitalWrite(j,LOW);

}

for (int i=1, l=2; i<=stage; i++,l++)

{

digitalWrite(l,HIGH);

//delay(30);

}



}

void loop()

{

// Conversion formula for voltage

analogValue = analogRead (A4);

Serial.println(analogValue);

delay (1000); 

input_voltage = (analogValue * 5.0) / 1024.0;

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("Voltage= ");

lcd.print(input_voltage);

Serial.println(input_voltage);

delay(100);


if (input_voltage < 0.50 && input_voltage >= 0.00 )

{

digitalWrite(2, HIGH);

delay (30);

digitalWrite(2, LOW);

delay (30);

}

else if (input_voltage < 1.00 && input_voltage >= 0.50)

{

LED_function(2);

}

else if (input_voltage < 1.50 && input_voltage >= 1.00)

{

LED_function(3);

}

else if (input_voltage < 2.00 && input_voltage >= 1.50)

{

LED_function(4);

}

else if (input_voltage < 2.50 && input_voltage >= 2.00)

{

LED_function(5);

}

else if (input_voltage < 3.00 && input_voltage >= 2.50)

{

LED_function(6);

}

else if (input_voltage < 3.50 && input_voltage >= 3.00)

{

LED_function(7);

}

else if (input_voltage < 4.00 && input_voltage >= 3.50)

{

LED_function(8);

}

else if (input_voltage < 4.50 && input_voltage >= 4.00)

{

LED_function(9);

}

else if (input_voltage < 5.00 && input_voltage >= 4.50)

{

LED_function(10);

}


}